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傳統(tǒng)絲桿與直驅(qū)技術(shù) 數(shù)控機(jī)床的區(qū)別

文:文/阿帕斯數(shù)控機(jī)床制造(上海)有限公司 | 2024年第三期 (0) | (0)

  1結(jié)構(gòu)區(qū)別

  傳統(tǒng)絲桿驅(qū)動方式是通過絲桿和螺母的配合運(yùn)動實(shí)現(xiàn),絲桿通過轉(zhuǎn)動使螺母實(shí)現(xiàn)徑向滑動,從而帶動工作臺等部件運(yùn)動。而直驅(qū)技術(shù)則通過電機(jī)直接驅(qū)動工作臺等部件,省略了傳統(tǒng)絲桿和螺母的傳動結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)上的差異將在接下來的內(nèi)容中影響到驅(qū)動方式的性能表現(xiàn)。

  2 行業(yè)應(yīng)用區(qū)別

  ? 精度方面

  傳統(tǒng)絲桿驅(qū)動方式由于螺桿螺紋的傳動結(jié)構(gòu),容易受到傳動間隙、背隙等影響,導(dǎo)致運(yùn)動精度的下降。而直驅(qū)技術(shù)則由于沒有傳動結(jié)構(gòu)的存在,運(yùn)動精度相對較高。尤其在高速運(yùn)動和細(xì)小或精度工藝要求較高的加工場景下,直驅(qū)技術(shù)更能體現(xiàn)出其優(yōu)勢;

  ? 反應(yīng)速度

  由于傳統(tǒng)絲桿驅(qū)動方式中的傳動結(jié)構(gòu)存在較大的慣性,運(yùn)動的加速和減速需要一定的時間,導(dǎo)致加工效率不高。而直驅(qū)技術(shù)由于沒有傳動結(jié)構(gòu),慣性較小,能夠?qū)崿F(xiàn)更快的反應(yīng)速度和更高的加減速度。這在快速切削加工中具有明顯的優(yōu)勢,大大提升生產(chǎn)加工效率;

  ? 響應(yīng)功率

  直驅(qū)技術(shù)由于電機(jī)直接驅(qū)動,能夠提供較大的響應(yīng)功率,使機(jī)床工作臺等部件能夠快速加速和停止,并能夠承受更大的負(fù)載。而傳統(tǒng)絲桿驅(qū)動方式則受限于其傳動結(jié)構(gòu),響應(yīng)功率較低,旋轉(zhuǎn)電機(jī)的扭矩通過多次轉(zhuǎn)換才能推動負(fù)載。

  3 優(yōu)劣勢對比

  (1)優(yōu)勢

  傳統(tǒng)絲桿傳動方式:

  前期成本低,結(jié)構(gòu)原理相對簡單。在一些對加工精度和生產(chǎn)效率要求不高的場景中仍然能夠使用。

  直驅(qū)技術(shù)傳動方式:

  ? 精度更高:由于直驅(qū)技術(shù)沒有傳動間隙和背隙問題,運(yùn)動精度更高,尤其在高速切削和精密加工中表現(xiàn)更加優(yōu)異;

  ? 高效率和能耗更低:直驅(qū)技術(shù)采用電機(jī)直接驅(qū)動,能夠更有效地利用能源,因此能源消耗較低,更符合環(huán)境保

  護(hù)和可持續(xù)性發(fā)展的需求;

  ? 結(jié)構(gòu)簡單:直驅(qū)技術(shù)的結(jié)構(gòu)更加簡單,消除絲桿傳動時會產(chǎn)生的傳動部件和誤差,能減少機(jī)床的維護(hù)工作,提高機(jī)床穩(wěn)定性。

  (2)劣勢

  傳統(tǒng)絲桿傳動方式:

  ? 運(yùn)動精度受到限制:絲桿傳動方式存在運(yùn)動間隙、背隙問題導(dǎo)致運(yùn)動精度受到限制,尤其在高速切削和精密加

  工中表現(xiàn)不佳;

  ? 轉(zhuǎn)速受限:由于絲桿傳動結(jié)構(gòu)的限制,傳統(tǒng)絲桿傳動方式的轉(zhuǎn)速通常較低,無法滿足高速加工的需求;

  ? 結(jié)構(gòu)復(fù)雜且維護(hù)成本高:傳統(tǒng)絲桿傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,需要定期維護(hù)和更換零部件,增加了機(jī)床的維護(hù)成本和停機(jī)時間。

  直驅(qū)技術(shù)傳動方式:

  主要在于成本較高、對電機(jī)的要求嚴(yán)格。直驅(qū)技術(shù)所需的高性能電機(jī)及其控制系統(tǒng)成本較高。

  4 能源消耗

  傳統(tǒng)絲桿驅(qū)動方式由于傳動結(jié)構(gòu)的存在,會造成一定的能量損失,而直驅(qū)技術(shù)則通過電機(jī)直接驅(qū)動,能夠更有效地利用能量,減少能量損耗。在長時間運(yùn)行和大功率生產(chǎn)加工中,直驅(qū)技術(shù)具有更高的能源效率,節(jié)省能源成本。

  5 可持續(xù)性

  直驅(qū)技術(shù)由于其結(jié)構(gòu)簡化,沒有傳動結(jié)構(gòu)和摩擦件,可以降低機(jī)床的維修維護(hù)頻率,提高精度壽命,減少售后和維修成本。而傳統(tǒng)絲桿驅(qū)動方式存在傳動結(jié)構(gòu),精度壽命短,需要定期維護(hù)和更換零部件。因此,從可持續(xù)發(fā)展的角度考慮,直驅(qū)技術(shù)更具有優(yōu)勢。

  6 阿帕斯自主研發(fā)產(chǎn)品介紹

  阿帕斯超高速全直驅(qū)搖籃五軸加工中心U600S采用礦物鑄造床身,擁有出色的抑振性能和優(yōu)異的熱穩(wěn)定性;其他結(jié)構(gòu)件均采用優(yōu)質(zhì)鑄鐵,通過高剛性結(jié)構(gòu)設(shè)計,使機(jī)床擁有出色的加工能力和加工性能。此外,高響應(yīng)直線電機(jī)驅(qū)動、大型高剛性滾珠導(dǎo)軌與雙側(cè)支撐搖籃轉(zhuǎn)臺,再通過自主研發(fā)的直驅(qū)運(yùn)控技術(shù),使加工的零部件精度更高,質(zhì)量更穩(wěn)定,性能更可靠,US系列產(chǎn)品是模具加工、復(fù)雜航空航天零部件、汽車及一般機(jī)械零件加工行業(yè)的最佳解決方案。

  7 總結(jié)

  經(jīng)過對傳統(tǒng)絲桿傳動方式和直驅(qū)技術(shù)在結(jié)構(gòu)層面、應(yīng)用層面,以及優(yōu)劣勢等方面的對比,可以清楚地看到直驅(qū)技術(shù)在數(shù)控機(jī)床中具有重要的優(yōu)勢。直驅(qū)技術(shù)通過簡化結(jié)構(gòu)、提高精度、降低能耗和維護(hù)成本,滿足了現(xiàn)代高精度、高效率和可持續(xù)發(fā)展的需求。相反,傳統(tǒng)絲桿傳動方式由于其運(yùn)動精度受限、轉(zhuǎn)速受限以及結(jié)構(gòu)復(fù)雜等劣勢,無法滿足現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床對高精度和高速加工的要求因此,建議在選擇數(shù)控機(jī)床驅(qū)動方式時,應(yīng)優(yōu)先考慮直驅(qū)技術(shù)。當(dāng)然,具體應(yīng)用場景和需求也需要綜合考慮,但從整體趨勢來看,直驅(qū)技術(shù)在數(shù)控機(jī)床行業(yè)已經(jīng)成為主流,能夠提供更高的加工精度和生產(chǎn)效率。阿帕斯全系產(chǎn)品采用直驅(qū)技術(shù),實(shí)現(xiàn)了相對于傳統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的更高效率、更高精度、更長壽命,集重切削、超高速切削、微米級切削能力于一體,為制造業(yè)提供了全新的革命性的金屬切削方案,為中國制造業(yè)從“制造”到“創(chuàng)造”提供了全新的工業(yè)“母機(jī)”方案,助力中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級。


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直驅(qū)結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)伺服 + 絲杠結(jié)構(gòu)之比較

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阿帕斯超高速全直驅(qū)搖籃五軸加工中心 U600S


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